Применение наполнителей МББР в экстремальных условиях: проблемы и возможности

Технология MBBR (биопленочный реактор с подвижным слоем), как эффективная технология биологической очистки сточных вод, широко используется во всем мире благодаря своим уникальным преимуществам. Однако в некоторых экстремальных условиях, таких как высокая соленость, высокий уровень pH, низкая температура и т. д., вопрос о том, стабильны ли характеристики наполнителей MBBR и могут ли они эффективно удалять загрязняющие вещества, всегда был горячей темой исследований.

Влияние экстремальных условий на наполнители MBBR

Среда с высокой соленостью:

Подавление микробной активности: среда с высокой соленостью разрушает структуру клеточных мембран, подавляет рост и метаболическую активность микроорганизмов и влияет на образование биопленок.

Коррозия материалов наполнителей. Некоторые ионы солей могут разъедать материалы наполнителей, уменьшать удельную поверхность и пористость наполнителей и, таким образом, влиять на прикрепление и рост биопленок.

Среда с высоким pH:

Изменения в микробных сообществах: Экстремальные значения pH изменят структуру сообществ микроорганизмов. Выживают только микроорганизмы, устойчивые к кислотам и щелочам, что ограничивает эффективность биоразложения.

Изменения свойств наполнителей. Среда с высоким уровнем pH может вызывать изменения физических свойств наполнителей, такие как растворение, расширение или сжатие, что влияет на характеристики наполнителей.

Низкотемпературная среда:

Снижение скорости метаболизма микроорганизмов. Низкая температура снижает скорость метаболизма микроорганизмов и влияет на скорость разложения органических веществ.

Медленное образование биопленки. В условиях низких температур скорость образования биопленки низкая, что влияет на запуск и стабильную работу системы.

Адаптивность наполнителей MBBR в экстремальных условиях

Разработка солеустойчивых наполнителей. Исследователи разработали различные солеустойчивые наполнители, такие как модифицированные полимерные наполнители, керамические наполнители и т. д., которые улучшают стабильность наполнителей в средах с высокой соленостью.

Скрининг устойчивых к кислотам и щелочам микроорганизмов. Путем скрининга и одомашнивания можно получить устойчивые к кислотам и щелочам микробные штаммы для создания стабильных биопленок.

Оптимизация низкотемпературных биореакторов. Путем оптимизации конструкции и технологических параметров реактора, таких как увеличение объема аэрации и увеличение силы гидравлического сдвига, можно повысить эффективность биологических реакций в условиях низких температур.

Перспективы применения наполнителей МББР в экстремальных условиях

Очистка сточных вод с высокой концентрацией органических веществ. Технология MBBR имеет преимущества при очистке сточных вод с высокой концентрацией органических веществ, особенно в некоторых экстремальных условиях, таких как очистка промышленных сточных вод с высокой соленостью и высоким pH.

Биоремедиация в экстремальных условиях: технология МББР может использоваться для биоремедиации загрязненной почвы и воды, особенно в некоторых экстремальных средах, таких как засоленно-щелочные земли, кислые шахтные сточные воды и т. д.

Контроль загрязнения в полярных и глубоководных средах: технология MBBR имеет потенциальное прикладное значение для контроля загрязнения в экстремальных условиях, таких как полярные и глубоководные зоны.

Дальнейшие направления исследований

Исследования и разработка новых наполнителей, устойчивых к экстремальным условиям окружающей среды: Разработка новых наполнителей с более высокой удельной поверхностью, более высокой механической прочностью и большей коррозионной стойкостью.

Исследование микробных сообществ в экстремальных условиях: Углубленное изучение экологических характеристик микроорганизмов в экстремальных условиях, скрининг и культивирование эффективных микробных штаммов.

Оптимизация процесса MBBR: оптимизируйте параметры процесса MBBR для различных экстремальных условий, чтобы повысить стабильность и эффективность системы.

Применение сочетания с другими технологиями: сочетание технологии MBBR с другими технологиями, такими как технология мембранного разделения, электрохимическая технология и т. д., для повышения эффективности очистки и снижения затрат.